鐵礦石中全鐵含量的檢測技術分析

張文正

（山東金嶺礦業股份有限公司，山東 淄博 255081）

引言：鋼鐵行業是我國國民經濟發展的基礎行業，而鐵礦石含鐵量檢測在鋼鐵生產和經營貿易中，發揮著至關重要的作用。鐵礦石的質量直接決定了鋼鐵的質量，同時還影響著鋼鐵的冶煉[1]。鐵礦石全鐵含量檢測技術直接關系到鋼鐵企業的生產效率，因此應加大鐵礦全鐵量檢測技術的研究。

一、鐵礦石檢測的應用現狀

在過去對鐵礦石測定工作中，人們常用Ticl3 還原法進行對鐵礦石含鐵量的檢測。還原法實際上就是化學檢測技術，有時其也被稱為化學法。而不同于化學法還有另一種檢測方法，一種借助儀器的檢測方法，它來源于《波長色散X 熒光光譜法》，這種方法主要運用于微量元素的測定，其在我國的實際應用中得到了廣泛的認可。鐵礦石中全鐵含量的檢測有著十分重要的意義，保證鐵礦石的持續穩定供應決定了我國鋼鐵行業是否穩定發展，擁有了鐵礦石就擁有了重要資源，就能夠針對當下需要進行生產生鐵和合金鋼材，這些材料在人們的日常生活中發揮著至關重要的作用，金屬在人們的生活中無處不在，他們存在于汽車中、存在于你手里的手機、家電、航空、生產電力都離不開金屬的參與。保證鐵礦石的含鐵量是保證鐵礦石質量的重要因素，鐵礦石含鐵量密度的高低直接決定了鐵的生產效率和生產的鐵的質量。

二、化學檢測法的原理和步驟

化學檢測法作為一種傳統的檢測方法，常常被用于鐵精礦、天然鐵礦石以及造鐵產品的檢測。氧化還原反應是化學檢測法進行測量全鐵含量的重要反應機理。根據化學性質使用強酸或強堿將樣品進行分解，也可以對樣品進行熔化酸化處理。氯化亞錫可以應用到大多數鐵的氧化還原，如果仍有一部分樣品未被還原，可以選擇采用還原性較強的三氯化鈦進行氧化還原的步驟。最后可以使用KSCN 還原殘留的還原試劑，這個過程中可以選擇二苯氨磺鈉作為指示劑，最后再使用重鉻酸鉀滴定還原樣品，最終達到檢測樣品中的含鐵量。根據相關的研究我們發現當鐵礦石經過溶解，其中的氯化亞錫將會直接將二價鐵離子轉變為三價鐵離子，在完成還原反應后，可以采用氯化汞利用它的氧化功能將礦石試樣中過多的氯化亞錫排除掉，然后再通過重鉻酸鉀標準溶液進行定量滴定工作最終得到鐵礦石中的含鐵量，在這種操作過程中要使用氯化汞消除過量的氯化亞錫，而汞在進行使用時常常會對自然環境造成一定的損害，因此近年來相關專家展開了對此方面的研究，在進行測試時，很多時候采用無汞的檢測方式。

總的來說，根據我國當下正在使用的鐵礦石含鐵量監測技術來說，如何對三價鐵離子進行還原是我國當下所有檢驗方式的主要落腳點。各種檢測手段都是采用重鉻酸鉀來進行滴定。根據實際應用我們可以發現，抗壞血酸滴定法和其他方法相比其擁有在一定程度上減少對水資源污染的巨大優勢。抗壞血酸總的來說就是一種簡單而又高效率的方式，在進行使用過程中應該注意抗壞血酸滴定法其擁有較強的還原性，因此它的標準溶液及易被氧化，并且在蒸餾水中存在微量的銅元素，這微量的銅元素能夠極大的促進抗壞血酸的氧化過程，這對于標準溶液的穩定并不是一件很好地事。

H2SO4、HCL、H3BO3、H3PO4、HF、K、KSO、Na2O2、NaOH 等化學試劑都可以應用到檢測的過程中；實驗的主要儀器有鉑坩堝、剛玉坩堝、天平、滴定管、高溫爐、烘箱等

化學檢測法的傳統檢測方法主要有四步：

第一步，溶液配置，重鉻酸鉀溶液、氯化亞錫溶液以及高錳酸鉀溶液進行配置。

第二步，分解樣式，這一過程可以選擇用酸來分解，也可以使用堿來分解。

第三步，滴定，將分解后得到的溶液進行滴定處理。

第四步，對實驗數據進行統計并計算，統計實驗過程中使用的試劑含量，然后計算鐵礦中的含鐵量。

三、X 熒光法的檢測原理與步驟

X 熒光檢測法其實就是儀器檢測法的另一種表現形式，即鐵礦石在X 射線熒光分析儀的照測下對鐵礦石進行具體分析，就可以檢測鐵礦石中的各種組成成分，甚至可以通過這種方式檢測出各種物質含量的分布情況，X 射線物理原理是該項儀器檢測技術的實質。正如X 射線熒光光譜法的縮寫是XRF，他的工作原理其實就是李勇X 射線對樣品進行照射，到時樣品中K、M、L 等內層發生空穴現象，其主要原因是殼層中的電子受到了強大的刺激最終導致了空穴現象的產生。而電子向內層遷越伴隨的釋放的元素就是X 射線。并且發現X 射線受到元素的影響，元素不同X 射線也不同，同時樣品中的原子數量還與X 射線的強度成正比。因此在進行元素的X 射線強度檢測時可以采用X 射線熒光光譜分析檢測法[2]。就是利用X 射線的這種活動特性，確定了樣品中元素的含有量。

目前X 射線熒光光譜檢測法是鐵礦石含鐵量的重要檢測方法，它能夠對各元素在鐵礦中的含量進行準確檢測，也廣泛應用于鐵礦石中鈣、硅、鎂的檢測。與傳統檢測方法相比，X 射線熒光光譜法具有分析快速、分析準確、試樣加工簡便、誤差小等優點。但是由于鐵礦石擁有較復雜的基體就很容易導致基體效應，因此如果對全鐵含量直接進行檢測就會使檢測結果出現很大的誤差，達不到工業以及外貿的要求。

X 射線分為四個關鍵步驟：

第一步，溶液配置，無水四硼酸鉀、硝酸鋰、溴化鋰等是該檢測方法主要使用的溶液。

第二步，處理鐵礦石樣本，樣本的處理主要有樣本稱重、鐵礦石樣本溶解、鐵礦石樣本澆筑以及制取試料等。

第三步，對鐵礦石樣本進行X 射線照射處理，并分析X 射線熒光光譜。

第四步，計算檢測數據，工作人員要計算特征X 射線的強弱以及類型，并根據計算結果得出鐵礦石樣本中各元素組成的類型和含量。

四、發展方向分析

重鉻酸鉀滴定法仍是現在測量鐵礦石全鐵含量，使用最多最重要的方法。現在很多研究所都在對無汞無鉻的鐵礦含鐵量檢測法進行研究。例如EDTA 滴定法以及抗壞血酸滴定法，但是這些方法在使用時仍然存在一定的限制，必須要增強自身的穩定性以及實用性，以求達到國家的標準。要想提高含鐵量檢測的效率，首先要提高鐵礦石含鐵量的鑒定結果。因此必須要在測定時就分析出鐵礦石的成分，對礦石中的晉升元素正確測定以保證后續工作穩定地開展。為了更好調動出儀器檢測法效率高的優勢，可以將人類的主動性進行積極地調動，同時對設備的準確度也要進行提高優化。微量滴定作為綠色環保的代表，在未來一定會開辟出一條全新的道路[3]。微量滴定更適合學生在實際應用中的學習。現階段比較常見的方法是儀器分析與容量相結合的方式，但是過多使用大型檢測機械不利于對優質鐵礦石的檢測，會在檢測過程中產生各種各樣的困難。因此儀器分析技術應該是未來發展的重點，應對其展開更加深入的研究。

五、結束語

總而言之，鐵礦石質量的檢測在鐵礦石生產及貿易中占有相當大的重要性，利用快速有效的鐵礦石含鐵量檢測法是極為關鍵的。傳統的化學檢測法和X 射線熒光光譜檢測法都是鐵礦石全鐵含量檢測的最常用的檢測方法。但兩者相比較之下，X 射線熒光光譜法比化學檢測法擁有更加顯著的優勢，更加符合鋼鐵行業綠色環保的要求，對含量檢測具有深遠的意義。相信新的更加環保的鐵礦石含鐵量檢測方式會隨著社會進步、科技力量不斷發展而不斷進步，對鐵礦石的檢測也會越來越精準，從而為鐵礦石的檢測提供更加可靠的技術支持，有利于我國鋼鐵行業的持續發展。